[發明專利]一種高能液相離子團簇降解有機污染物的方法

在審

• 申請號: 202110940065.4
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113636618A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 王雙龍;董曉峰;楊澤群;劉峰;劉曉斌;林恒龍
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30;B09B3/00;C02F101/30
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 熊婷

本發明涉及一種高能液相離子團簇降解有機污染物的方法，包括如下步驟：通過次高壓電賦能液體介質產生高能液相離子團簇，次高壓電施加于裝有純凈水帶錐形小孔的容器中，高能粒子團簇由錐形小孔中噴于液體或者固體表面，從而降解溶液中以及固體表面的有機污染物。該方法使用一般次高電壓，通過惰性電極賦能毛細管中純凈水從而產生霧狀高能離子，進而對高能離子接觸的溶液中有機污染物或者固體表面污染物產生降解效果；為了提高有機污染物的降解能力，可通過調節次高壓電源電壓，高能離子傳輸的距離，以及高能離子產率進而提高對高能離子接觸的溶液中有機污染物或者固體表面污染物產生降解效果。

技術領域

本發明涉及環境保護、污水處理以及微表面清潔技術領域，尤其是涉及一種高能液相離子團簇降解有機污染物的方法。

背景技術

隨著合成化學的發展，各種有機污染物包括染料，農藥，殺菌劑，殺蟲劑等在日常生活中的大量使用，給環境和人類健康帶來了巨大的威脅。隨著新的化學物質不斷被引入到環境中，由難降解有機物引起的環境污染越來越成為一個具有挑戰性的多學科問題。盡管隨著技術逐步發展，諸多光催化技術，納米技術等新興有機污染物降解技術層出不窮，但毫無列外的具有很大風險引入其它的二次污染，如納米顆粒的催化降解，專利申請號為202011438283.X，專利名稱為一種利用鐵錳氧體-金納米催化劑處理有機污染物的方法的發明專利，該方法是采用鐵錳氧體-金納米催化劑對有機污染物進行處理；鐵錳氧體-金納米催化劑包括鐵錳氧體、納米金顆粒和負價金離子，納米金顆粒和負價金離子共同沉積在鐵錳氧體表面，納米催化劑的引入又將會產生新一輪的污染。

傳統的采用高能離子降解有機污染物時，需要較高的能耗如激光，X射線，紫外光等也需要與之匹配復雜的設備制備高能離子，而且需要加入例如雙氧水、二氧化氯、亞硫酸鈉、二氯化鐵等化學試劑，這些方法不僅需要高昂的設備和較高的能耗，最重要的是化學試劑的使用也會引起二次污染。因此尋求快速高效的尤其是清潔的方法降解有機污染物顯得極為迫切。

水是地球上最常見的物質之一。地球表面有72%被水覆蓋，它是包括無機化合、人類在內所有生命生存的重要資源，也是生物體最重要的組成部分。本發明通過次高壓電賦能純凈水在常溫常壓下產生零添加無污染的霧狀高能離子，霧狀高能離子中富含水團簇羥基自由基，水自由基陽離子團簇，負氧離子團簇，水合氫離子，水合氫氧根離子等可降解溶液中和固體表面的有機污染物,因此，開發一種高能液相離子團簇降解有機污染物的方法顯得尤為重要。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術存在的缺陷，提供一種高能液相離子團簇降解有機污染物的方法。

通過次高壓電賦能純凈水產生霧狀高能離子，霧狀高能離子中富含含水團簇羥基自由基，水自由基陽離子團簇，負氧離子團簇，水合氫離子，水合氫氧根離子等降解溶液中和固體表面的有機污染物。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種高能液相離子團簇降解有機污染物的方法，包括如下步驟：

通過次高壓電賦能液體介質產生高能液相離子團簇，次高壓電施加于裝有純凈水帶錐形小孔的容器中，高能粒子團簇由錐形小孔中噴于液體或者固體表面，從而降解溶液中以及固體表面的有機污染物。

進一步，高能離子液體團簇通過次高壓電賦能液體產生，此過程中，其一，電能先轉化為動能和表面能使得液體破碎為高速微小液滴，具有高動能和高表面能的微液滴，其二，高動能和高表面能的微液滴與空氣介質摩擦碰撞使得高動能和高表面能轉化為化學能產生高化學能的離子。高能離子存在于納米微液滴中形成高能液體團簇，高能液體團簇包含：羥基自由基，水自由基陽離子團簇，負氧離子團簇，水合氫離子，水合氫氧根離子。

進一步，進行有機污染物降解時，將高能離子液體團簇噴于有機污染物溶液中或者攜帶有機污染物的固體表面，高能離子初速約為250 - 300 m/s。

進一步，有機污染物溶液的溶劑包含有水以及甲醇、乙醇、乙腈等各種溶劑。